An observational study of dust nucleation in Mira ($o$ Ceti): I. Variable features of AlO and other Al-bearing species
T. Kamiński, K. T. Wong, M. R. Schmidt, H. S. P. Müller, C. A. Gottlieb, I. Cherchneff, K. M. Menten, D. Keller, S. Brünken, J. M. Winters, N. A. Patel
备注：
submitted to A&A, 23 pages plus an atlas of spectral variability of Mira in Al-bearing species since 1965 (90 pages total)
尘埃是由冷巨星有效地产生的，但无机尘埃的凝结却知之甚少。目的：确定并描述Mira（鲸鱼座$o$）星周气体中含铝物质的特征，以阐明它们在Al $_2$ O $_3$尘埃产生中的作用。研究方法：在（亚）毫米、远红外和光学波长下的多历元谱线观测，包括：用ALMA探测恒星附近~30 mas处的气体分布的地图; 2013-2015年用ALMA、APEX和Herschel进行的观测，用于研究含铝分子旋转线的周期和周期间变化;光学记录早在1965年，以检查电子跃迁的变化，随着时间的推移，从几天到几十年;和速度测量和激发分析的光谱特征，约束的物理参数的气体。结果如下：三个双原子分子AlO，AlOH和AlH，和原子Al I是Mira中主要的可观察到的铝物种，尽管铝的重要部分可能存在于尚未确定的其他物种中。AlO（可能是Al $_2$ O $_3$的直接前体）的（亚）毫米和光学特征的强烈不规则变化表明激发条件发生了重大变化，或者可能与恒星中的冲击有关的丰度变化。AlO的不均匀分布可能影响沙尘产生的时空特征。结论：我们无法从气体中定量追踪铝的消耗，但丰富的观测材料限制了随时间变化的化学网络。未来的改进应包括更高的铝氧化物的光谱特性，协调观测的灰尘和气体物种在不同的可变阶段，以及工具，以获得丰富的冲击激发气体。
英文摘要：
Context: Dust is efficiently produced by cool giant stars, but the condensation of inorganic dust is poorly understood. Aims: Identify and characterize aluminum bearing species in the circumstellar gas of Mira ($o$ Ceti) in order to elucidate their role in the production of Al$_2$O$_3$ dust. Methods: Multiepoch spectral line observations at (sub-)millimeter, far-infrared, and optical wavelengths including: maps with ALMA which probe the gas distribution in the immediate vicinity of the star at ~30 mas; observations with ALMA, APEX, and Herschel in 2013-2015 for studying cycle and inter-cycle variability of the rotational lines of Al bearing molecules; optical records as far back as 1965 to examine variations in electronic transitions over time spans of days to decades; and velocity measurements and excitation analysis of the spectral features which constrain the physical parameters of the gas. Results: Three diatomic molecules AlO, AlOH, and AlH, and atomic Al I are the main observable aluminum species in Mira, although a significant fraction of aluminum might reside in other species that have not yet been identified. Strong irregular variability in the (sub-)millimeter and optical features of AlO (possibly the direct precursor of Al$_2$O$_3$) indicates substantial changes in the excitation conditions, or varying abundance that is likely related to shocks in the star. The inhomogeneous distribution of AlO might influence the spatial and temporal characteristics of dust production. Conclusions: We are unable to quantitatively trace aluminum depletion from the gas, but the rich observational material constrains time dependent chemical networks. Future improvements should include spectroscopic characterization of higher aluminum oxides, coordinated observations of dust and gas species at different variability phases, and tools to derive abundances in shock excited gas.
An observational study of dust nucleation in Mira ($o$ Ceti): II. Titanium oxides are negligible for nucleation at high temperatures
演化恒星富氧包层中硅酸盐尘埃的形成被认为是由种子粒子的形成引发的，种子粒子可以承受恒星光球层附近的高温，并在远离恒星的地方充当凝结核。被认为是第一缩合物的候选物种是TiO和TiO $_2$。我们的目标是确定和表征的钛的拱星气相化学，导致形成固体钛化合物的信封中的$o$ Cet，原型米拉，并寻求一个观察验证钛氧化物是否发挥了主要作用的尘埃形成的M型AGB星的发病。我们提出了高角分辨率ALMA观测亚毫米（submm）波长补充的APEX和赫歇尔光谱的旋转功能的TiO和TiO $_2$。此外，在覆盖$o$ Cet的多个脉动周期的光谱中，确定了TiO和TiI的星周特征。亚毫米ALMA数据揭示了在扩展的米拉大气中含有TiO和TiO $_2$的气体。虽然TiO可追踪到4.0 R $_{\star}$的半径（FWHM/2），但TiO $_2$延伸远至5.5 R $_{\star}$，并且与TiO不同，TiO似乎是各向异性分布的。光谱显示TiI和TiO从扩展大气（<3 R $_{\star}$）内部的可变发射。包括冲击的化学模型与气相含钛分子的观测结果基本一致。由于气态钛物质的丰度非常高，因此不太可能将大量的钛锁定在固体中。特别是，热的富钛冷凝物的形成是非常不可能的，因为我们发现在气相中没有热的前体物质的痕迹。因此，Mira和其他M型AGB星的尘埃不太可能是由氧化钛引发的。
Institute of Astronomy and National Astronomical Observatory, Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院天文学研究所和国家天文台）；Faculty of Physics, Sofia University "St. Kliment Ohridski"（索非亚大学圣克利门特·奥赫里斯基物理学院）；Department of Physics and Astronomy, Shumen University "Episkop Konstantin Preslavski"（舒门大学君士坦丁普雷斯拉夫斯基派主教物理与天文学系）；Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University（利物浦约翰摩尔斯大学天体物理研究所）；Office of the Vice Chancellor, Botswana International University of Science and Technology（博茨瓦纳国际科学技术大学副校长办公室）
The Mira discovery problem -- Observations by David Fabricius in 1596 and 1609 (and by others before?): Positional accuracy, brightness, color index, and period
本文回顾并分析了 David Fabricius 在 1596 和 1609 年对脉动变星 Mira 的历史观测记录，重新测定了其位置精度、亮度和色指数，探讨了观测偏差对发现的影响，并证实 330.2 天的周期在古今数据中保持一致，无长期变化。
Periodic activity on the (sub)mm surface of the AGB star Mira A
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Observatorio Astronómico Nacional (OAN-IGN)（国家天文台）；European Southern Observatory (ESO)（欧洲南方天文台）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
A surprisingly large asymmetric ejection from Mira A
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Universidad Nacional Autónoma de Honduras（洪都拉斯国立自治大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；University of Oslo（奥斯陆大学）
Mid-infrared JWST spectra of carbon stars in the Large Magellanic Cloud
Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；University of North Carolina, Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；University of Vienna（维也纳大学）；Boston College（波士顿学院）；The University of Western Ontario（韦仕敦大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）
HI Observations of the Asymptotic Giant Branch Star X Herculis: Discovery of an Extended Circumstellar Wake Superposed on a Compact High-Velocity Cloud
我们目前的阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）的年轻，富含气体的碎片盘周围HD 110058在0.3-0.6 \arcsec分辨率的意见。在0.85和1.3毫米的连续谱中，以及在$^{12}$ CO和$^{13}$ CO的J=2-1和J=3-2跃迁中检测到该盘。观测结果解决了尘埃和气体的分布，并揭示了这是ALMA观测到的类似光度的恒星周围最小的碎片盘。新的ALMA数据证实了磁盘非常接近边缘，如先前在散射光图像中所示。我们使用辐射转移模型来约束尘埃和气体盘的物理性质。尘埃密度在31~au附近达到峰值，并有一个光滑的外缘，向外延伸到$\sim70$ ~au。有趣的是，尘埃排放沿短轴边缘分辨，这表明它垂直厚，如果真正接近边缘，纵横比在0.13和0.28之间。我们还发现，CO气体的分布是更紧凑的灰尘\ah{(similarly to the disk around 49 Ceti)}，这可能是由于在小半径的低粘度和较高的气体释放速率。利用模拟的气体演化考虑到CO的光解，屏蔽，和粘性的演变，我们发现，HD~110058的CO气体的质量和分布是一致的次级起源的情况。最后，我们发现，气体密度可能是足够高的，导致小尘埃颗粒在磁盘向外漂移。
